穿屋面钢柱及天窗等节点防水处理技术

文/党保卫 孟祥冲 王达 范彩霞

随着钢结构工程在我国广泛的应用，钢结构金属屋面的应用也与日俱增。金属屋面的防水，除了屋面板材自身带有防水功能外，许多屋面节点如穿屋面钢柱、排烟天窗等节点的防水处理更是至关重要。这里结合重庆国际博览中心金属屋面的施工对该技术的材料选用、施工工艺、技术要点等做简单的介绍。

金属屋面随着大型钢结构工程的广泛应用也变得日益普遍，其自身结构特点能有效的起到防水作用，但对于建筑外装饰结构和金属屋面交接节点就必须重新处理，出屋面钢管柱和天窗等节点通过铝板或不锈钢板制作的异形防水、披水件，有效的防止雨水从柱头、天窗边等屋面的缝隙间漏入室内，这项技术具有施工速度快、操作简便、结构变形小、防水效果佳、维修方便等特点。

1 工程概况

重庆国际博览中心项目位于重庆市渝北区悦来镇阳光社，整个项目规划区平面呈带状，北东—南西向展布，外形为一只展翅欲飞的蝴蝶（见图1）。整个建筑东西宽约800m，南北长1500m，总占地约1.3km2，由展馆区、 酒店、多功能厅、会议中心、商业（及库房）区等五部分组成，总建筑面积约为60万m2。

本工程为双层屋面体系，上层为大面积铝格栅结构，下层为金属屋面体系。金属屋面面积约14万平方米，采用直立锁边铝镁锰金属屋面。为支撑铝格栅结构，共有1380个支撑铝格栅结构的短柱及树杈柱穿出屋面和天沟边檐口。另为满足消防要求，共设有318个自动排烟天窗。

2 施工工艺

2.1 工艺原理

穿屋面钢柱、天窗以及天沟、檐口处防水节点通过铝板或不锈钢等金属制成异性防水、批水板材，将钢柱、天窗包住，并结合耐候密封胶将所有缝隙填充的方法完成防水节点。

穿屋面钢柱防水节点采用刚性防水节点。使用两块异性泛水板将钢柱包住，下泛水板与屋面板铝焊连接，上泛水板使用抱箍并结合耐候密封胶完全密封，两块泛水板扣接。为进一步加强防水节点效果，在节点上方加钢板防雨罩，避免雨水从两泛水板扣接处进入室内。

天窗防水节点工艺原理大体与穿屋面钢柱防水节点相同，均采用两块异性泛水板将天窗周边包住。天窗迎水面下泛水板与屋面板铝焊连接，其他三面采用角钢支架将雨水引流至完整的400mm宽板跨内。上泛水板插入玻璃铝型材骨架内，并使用内后密封胶完全密封。在上方加防雨罩保证防水效果。

天沟、檐口处防水节点采用批水件遮挡雨水，批水件与天沟、檐口骨架使用防水铆钉固定，在铆钉固定处打密封胶。

2.2 总体施工工艺流程

3 防水节点技术

3.1 穿屋面钢管柱防水节点

3.1..1 对于穿屋面柱，其防水节点完成后与屋面是一体的，节点具体做法如图2、图3所示：

图2 钢柱防水节点平面图

为保证泛水板与屋面板焊接质量，选用与屋面板材质相同的铝镁锰合金板材作为泛水板材料。用L30×3角钢制作角钢支架，焊接在钢柱上，分别支撑在下泛水板折角（90度）处及焊缝处，作为下泛水板和焊缝处的支架。注意迎水面支架安装标高略高于背水面，保证迎水面不积水。

将加工成型的下泛水板包钢柱，开始下泛水板与屋面板的焊接，注意焊接时焊缝的质量，不可出现夹渣、裂纹等质量缺陷。安装下泛水板时，要保证钢柱外皮与泛水板之间保留50mm伸缩空间，保证屋面板在热胀冷缩时，防水节点能同面板同时单方向移动，避免铝焊缝被拉裂导致漏水。

开始上泛水板安装，注意上泛水板与下泛水板是否完全扣接。上端使用不锈钢抱箍与钢柱连接，连接处使用耐候密封胶密封缝隙。最后安装钢板防雨罩。防雨罩采用2mm厚不锈钢板在工厂压制成型。

3.1.2 为保证檐口处的整体美观性，檐口位置树杈柱穿铝单板处防水节点打耐候密封胶处理（见图5）。具体做法是：在柱上焊接角钢支托保证2mm厚铝单板在此处不会存在变形，铝单板边缘与树杈柱外皮预留5～8mm间隙，在间隙处打耐候密封胶。为保胶的密封性，要求打胶高度不得小于5mm，打胶宽度不得小于15mm。

3.2 天窗防水节点

对于屋面采光排烟天窗，考虑到屋面板的热胀冷缩，将其节点设计成一边焊接三边搭接的的形式，即迎水面与屋面板铝焊连接，两侧边和背水面通过角钢支架和Z型支架将泛水板与屋面板搭接。另在泛水板上方使用披水板覆盖，防止雨水吹入泛水板内形成漏水。

迎水面：为保证泛水板与屋面板的可焊接性及焊接质量，选用与屋面板材质相同的铝镁锰合金板材压制成型泛水板。在焊缝下方加设角钢支架，角钢支架略高于屋面板，避免焊缝位置长期积水。焊缝距离泛水板里面要大于100mm，保证迎水面的雨水分流速度（见图6）。

两侧面：两个侧面泛水板安装前先安装泛水板支撑件，支撑件与天窗龙骨焊接固定，泛水板搭在支撑件上，通过防水铆钉与支撑件固定，防水铆钉处打密封胶完全密封，防止毛细水进入（见图7）。

背水面：背水面泛水板通过Z型压件与天窗骨架固定，并在与屋面板交界处沫挡水条，避免在暴雨时由于屋面板排水速度缓慢雨水倒流至屋面板内，挡水条与泛水板使用防水铆钉固定（见图8）。

在天窗转角处，泛水板相互搭接，使用防水铆钉固定，并在搭接边用耐候密封胶完全密封（见图9）。

图8 天窗背水面防水节点做法

图9 转角处泛水板搭接做法示意图

3.3 其它防水节点

3.3.1 天沟节点防水

对于任何形状的金属屋面来说，在天沟檐口板肋下不可避免地会出现缝隙，这是防水的重点位置之一。对于此处节点，采取以下办法：

图10 天沟防水处理示意图

3.3.1.1 在屋面板下端设置不锈钢压块挡雨，并在屋面板头处设置铝合金泛水板，将泛水板与天沟折边固定，防止漏水。同时，可形成檐口滴水，使屋面雨水顺其滴入天沟，防止渗漏。

3.3.1.2 为了防止屋面出现回水现象，板端头向里侧15mm要使用折弯工具将其折弯。

3.3.1.3 在檐口端部设滴水片与屋面板之间，塞入与屋面板板型一致的泡沫密封条，使板肋形成的缝隙能够被完全密封，防止因风吹灌入雨水。

3.3.2 山墙节点防水

屋面山墙位置往往是承受风压最大地方，且此处屋面板在山墙侧没有其他屋面板咬合，容易脱离铝合金支座。在承受较大风力时，常常发生屋面板被掀掉的情况，对屋面防水造成破坏。

考虑上述问题，在山墙处增加一个固定压件，以保证屋面板安全性，同时，此压件与屋面板之间还应允许有一定的相对滑动，以免在屋面板在热胀冷缩过程中遭到破坏（见图11）。

图11 山墙防水处理示意图

4 结语

重庆国际博览中心项目金属屋面出屋面钢管柱防水节点共计1380个，天窗防水节点共计318个，另有大量天沟、檐口等防水节点。通过泛水板包边以及使用耐候密封胶密封缝隙等防水处理方法，很好地解决了这些节点的防水问题，并取得了良好的建筑效果，值得同类工程借鉴。

[1]中国建筑工程总公司.ZJQ00—SG—007—2003屋面工程施工工艺标准.